自組裝單層膜技術在蛋白質生物晶片的應用：利用烷基硫醇化合物將山葵過氧化酵素固定在晶片的金表層

Abstract

本研究是在生物晶片的製程中，利用自組裝單層膜技術在晶片表面上模擬天然的生物膜並進行生物分子之固定化，藉此研究蛋白質分子與晶片介面間的反應性，進而發展生物晶片之生物感測介面；也希望以此技術在生物技術和積體光電元件間達到橋樑作用，進而加速生物晶片的發展。 由於晶片的表面特性會被不同長度或是不同末端官能基的自組裝單層膜所控制，並且影響生物分子在晶片上的穩定度、活性及專一性，因此實驗中選用3-mercaptopropionic acid ( 3-MPA )、11-mercaptoundecanoic acid ( 11-MUA )、16-mercaptohexadecanoic acid ( 16-MHA ) 等不同長度的烷基硫醇化合物分子在晶片的金表層上形成自組裝單層膜，以此控制蛋白質的活性中心與晶片之間的距離，並利用山葵過氧化酵素做為蛋白質固定化的模擬系統，再以螢光技術、化學發光法、呈色反應法所得到參數值來判斷固定在晶片上的山葵過氧化酵素之活性，找出最佳的自組裝單層膜晶片製程。 由實驗結果中可發現 11-MUA 有最佳的山葵過氧化酵素固定化效率；若以 11-MUA 之自組裝單層膜晶片進行測試，則晶片上的活性酵素量約為 0.424 ~ 0.426 nmol/mm2 ，而過氧化氫偵測範圍約為 0 ~ 4.425 □mol/mm2 ；此外，晶片在重複使用 9 次之後，酵素的固定化效率仍然高於 80 ﹪。在未來希望可利用建立出的自組裝單層膜製程進行多種蛋白質生物晶片之研究及發展。